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第十一章電路及其應用1.電源和電流第十一章電路及其應用1問題引入:電閃雷鳴時,強大的電流使天空不時發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么?問題引入:電閃雷鳴時,強大的電流使天空不時發(fā)出耀眼的閃光,2觀察并能識別電源,了解其在電路中的作用1.了解電源的形成過程,明確電源在直流電路中的作用。(物理觀念)2.理解導線中恒定電場的建立,掌握恒定電場和恒定電流的形成過程。(科學思維)3.知道描述電流強弱程度的物理量——電流。(科學思維)觀察并能識別電源,了解其在電路中的作用1.了解電源的形成過程3
體會課堂探究的樂趣,汲取新知識的營養(yǎng),讓我們一起吧!進走課堂體會課堂探究的樂趣,進走課堂4【探究一:產生電流的條件】問題1:什么是電流?電荷的定向移動形成電流
金屬導體——自由電子,電解液——正、負離子。問題2:哪里存在自由電荷呢?【探究一:產生電流的條件】問題1:什么是電流?電荷的定向移動5問題3:有自由電荷就形成電流嗎?無電壓時,導體中的自由電荷做無規(guī)則運動,在一段時間內向左、向右穿過橫截面的自由電荷數(shù)相等,從宏觀上看,不能形成電流。問題3:有自由電荷就形成電流嗎?無電壓時,導體中的自由電荷做6-A++++++++_B_______導體A、B之間有電勢差當導體兩端存在電勢差時,導體內建立了電場,導體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動,形成電流。-A++++++++_B_______導體A、B之間有電勢差7【探究二:導體中產生持續(xù)電流的條件】AB連通器水勢A水勢B抽水機水流--P-+A+++++++___B_____--1.能把電子從A搬運到B的裝置。2.作用:保持導體兩端的電勢差(電壓),使電路有持續(xù)的電流。這個裝置就是電源。A、B就是電源的兩個極。正極負極電源【探究二:導體中產生持續(xù)電流的條件】AB連通器水勢A水勢B抽8------+-E①有自由移動的電荷②兩端有電勢差內因外因
一、電流形成的條件:【探究結論】------+-E①有自由移動的電荷②兩端有電勢差內因外9問題1:導線中電子為什么能從電源的負極沿導線定向移到正極?在有電源的電路中,導線內部的電場又有何特點?【探究三:電路中電場分布規(guī)律】--+A+++++++___B_____PMNE0FnFtF問題1:導線中電子為什么能從電源的負極沿導線定向移到正極?在10
導線內的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運動,但有的流走了,另外的又來補充,所以電荷的分布是穩(wěn)定的,電場的分布也是穩(wěn)定的。【探究結論】由穩(wěn)定分布的電荷所產生的穩(wěn)定的電場,稱為恒定電場。二、恒定電場在靜電場中所學的電勢、電勢差及電場強度的關系,在此同樣適用。導線內的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同11--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMNE0E0E′
MNE導線內很快形成沿導線方向的電場【探究歸納】導體內的電場線保持和導線平行導線中的電場--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFt12【理論探究】1.由于恒定電場的作用,導體中自由電荷定向運動的速率增加。2.在運動過程中會與導體內不動的粒子碰撞從而減速。3.因此自由電荷定向運動的平均速率不隨時間變化。【探究四:恒定電流的形成】4.在這個電路中串聯(lián)一個電流表,其讀數(shù)保持恒定。【理論探究】【探究四:恒定電流的形成】4.在這個電路中串聯(lián)一13恒定電場電場強度不變自由電子在各個位置的定向運動速率不變串聯(lián)一個電流表,讀數(shù)不會變恒定電流恒定電場電場強度不變自由電子在各個位置的定向運動速率不變串聯(lián)14三、恒定電流1.大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。2.電流(I):表示電流的強弱程度。定義:通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫作電流。
公式:單位:國際單位
安培(A)1A=1C/s
常用單位:毫安(mA)、微安(μA)方向:正電荷定向移動的方向三、恒定電流1.大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。15(1)適用于任何電荷定向移動形成的電流。(2)在金屬導體中,電流方向與自由電荷(電子)定向移動的方向相反。(3)在電解液中,電流方向與正離子定向移動的方向相同,與負離子定向移動的方向相反。導電時,是正、負離子向相反方向定向移動形成電流,電荷量q表示通過橫截面的正、負離子電荷量的絕對值之和。注意:(1)適用于任何電荷定向移動形成的電流。注意:16四、電流的微觀表達1.建立模型一段粗細均勻的導體長為l,兩端加一定的電壓,自由電荷定向移動的速率為v,設導體的橫截面積為S,導體每單位體積內的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷量為q?!净犹骄俊繘Q定電流大小的微觀量四、電流的微觀表達【互動探究】決定電流大小的微觀量17AB導體中的自由電荷數(shù)總電荷量所有這些電荷通過橫截面所需要的時間故導體AB中的電流由此可見,從微觀上看,電流取決于導體中自由電荷數(shù)、每個自由電荷所帶的電荷量、定向移動速率,還與導體的橫截面積有關。AB導體中的自由電荷數(shù)由此可見,從微觀上看,電流取決于導體中18vtvSv【例1】有一條橫截面積S=1mm2的銅導線,通過的電流I=1A,已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導線中自由電子定向移動的速率。可認為銅導線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子。vtvSv【例1】有一條橫截面積S=1mm2的銅導線,通過19
【解析】設自由電子在導線內定向移動的速率是v。取一段導線(如圖),自由電子從它的左端定向移動到右端的時間為t,則這段導線的長度為vt,體積為vtS,質量為ρvtS,則這段導線中的原子數(shù)為則這段導線中的自由電子數(shù)也為n,t時間內通過導體橫截面的電荷量是把這個式子代入,得解得vtvv【解析】設自由電子在導線內定向移動的速率是v。取一段20
如果認為電子的定向移動速率就是電流的傳導速率,這和我們的生活經(jīng)驗是否相符?怎樣解釋?
電子定向移動的速率約為10-5m/s,電子熱運動的平均速率約為105m/s,電場的傳播速率為3×108m/s。如果認為電子的定向移動速率就是電流的傳21恒定電流維持正負極之間存在一定電勢差的裝置。1.存在自由電荷2.導體兩端有電壓定義方向和大小都不隨時間變化數(shù)學表達式:I=標量方向規(guī)定:正電荷移動的方向產生電源恒定電流維持正負極之間存在一定電勢差的裝置。1.存在自由電荷221.關于電流的方向,下列敘述中正確的是()A.金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向B.在電解質溶液中有自由移動的正離子和負離子,電流方向不能確定C.不論何種導體,電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向D.電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同,有時與負電荷定向移動的方向相同C1.關于電流的方向,下列敘述中正確的是()C232.關于電流,下列說法中正確的是()A.通過導線橫截面的電荷量越多,電流越大B.電子運動的速率越大,電流越大C.單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多,導體中的電流越大D.因為電流有方向,所以電流是矢量C2.關于電流,下列說法中正確的是()C243.(多選)對于有恒定電流通過的導體,下列說法中正確的是()A.導體內部的電場強度為零B.導體是個等勢體C.導體兩端有恒定的電壓存在D.通過導體某個橫截面的電荷量在任何相等的時間內都相等CD3.(多選)對于有恒定電流通過的導體,下列說法中正確的是(254.半徑為R
的橡膠圓環(huán)均勻帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉動,則由環(huán)產生的等效電流沿什么方向?電流多大?【解題關鍵】橡膠圓環(huán)上正電荷的定向勻速圓周運動即可形成等效電流,依據(jù)電流的定義式求得電流大小,選取時間段可為周期T。4.半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)26解析:依據(jù)電流的定義式I=,截取圓環(huán)的任一截面S,橡膠圓環(huán)運動一周的時間T
內,通過這個截面的電荷量為Q,則:I=I=方向與正電荷移動方向相同即沿逆時針方向。解析:依據(jù)電流的定義式I=,截取圓環(huán)的任一截面S,橡膠275.如果導線中的電流為1mA,那么1s內通過導體橫截面的自由電子數(shù)是多少?若“220V,60W”的白熾燈正常發(fā)光時的電流為273mA,則20s內通過燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個?5.如果導線中的電流為1mA,那么1s內通過導體橫截面的28解析:q=It=1×10-3×1C=1×10-3C,設電子的數(shù)目為n
,則:n==6.25×1015個。當“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時,I=273mA。q=It=273×10-3×20C=5.46C。設電子的數(shù)目為N,則N==3.4×1019個。解析:q=It=1×10-3×1C=1×10-3C,29我們總是夢想著天邊的一座奇妙的玫瑰園,卻不去欣賞今天就開在我們窗口的玫瑰。我們總是夢想著天邊的一座奇妙的玫瑰園,卻不去欣賞今天就開在我302.導體的電阻2.導體的電阻31問題引入:為了減小輸電線上電能的損耗,人們盡量把輸電線做得粗一點,這是因為導體的電阻與導體的長度、橫截面積有關。那么,它們之間的定量關系是怎樣的呢?問題引入:32
如圖所示的滑動變阻器,為什么當滑動觸頭P滑動時就可以改變電路的電阻呢?2022版高中物理人教版必修第三冊第11章-電路及其應用-全章ppt課件(共5節(jié))33這兩只燈泡有何不同?其物理原理是什么?2022版高中物理人教版必修第三冊第11章-電路及其應用-全章ppt課件(共5節(jié))34通過實驗,探究并了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關系。1.知道電阻與哪些因素有關,會探究電阻與各因素的關系。2.了解導體的電阻公式,并能進行有關計算。3.理解電阻率的物理意義,了解電阻率與溫度的關系。通過實驗,探究并了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定35
體會課堂探究的樂趣,汲取新知識的營養(yǎng),讓我們一起吧!進走課堂體會課堂探究的樂趣,進走課堂36導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值3、定義式:4、單位:1、物理意義:2、定義:兆歐(MΩ)千歐(kΩ)國際單位制中歐姆(Ω)反映導體對電流的阻礙作用一.電阻(R只與導體本身性質有關)導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值3、定義式:4、37二.歐姆定律1.內容:導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比.
2.決定式:3.適用:
純電阻電路,如:金屬導電和電解液導電。對含電動機等非純電阻電路,氣體導電等不適用。定義式
決定式二.歐姆定律1.內容:導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正38IUOBAIUOBAI-U圖線U-I圖線k=R
在導體的U-I圖像中,斜率反映了導體電阻的大小。
在導體的I-U圖像中,斜率反映了導體電阻的大小的倒數(shù)。IUOBAIUOBAI-U圖線U-I圖線k=R39三、探究:影響導體電阻的因素導體的電阻是導體本身的一種性質,由導體自身的因素決定,那么問題1:導體的電阻R到底由哪些因素決定呢?三、探究:影響導體電阻的因素導體的電阻是導體本身的一種性質,401.長度越長,R越大1.長度越長,R越大412.跟橫截面積S有關3.與材料有關2.跟橫截面積S有關3.與材料有關42a和b:長度l不同,橫截面積S,材料相同aVVVVbcda和c:橫截面積S不同,長度、材料相同a和d:材料不同,長度、橫截面積相同探究方案a和b:長度l不同,橫截面積S,材料相同aVVVVbc43實驗探究電阻的影響因素控制變量法abcd電壓表先測a的電壓Ua,再測b的電壓UbV實驗探究電阻的影響因素控制變量法abcd電壓表先測a的電壓U44實驗探究電阻的影響因素控制變量法電壓表先測a的電壓Ua,再測c的電壓UcabcdV實驗探究電阻的影響因素控制變量法電壓表先測a的電壓Ua,再測45abcd實驗探究電阻的影響因素控制變量法電壓表先測a的電壓Ua,再測d的電壓UdVabcd實驗探究電阻的影響因素控制變量法電壓表先測a的電壓U46aVVVVbcd結論:導體的電阻R跟長度l成正比,跟橫截面積S成反比,還跟導體的材料有關。從實驗數(shù)據(jù)比較分析與電壓之比,與長度之比、橫截面積之比及材料之間的關系。aVVVVbcd結論:導體的電阻R跟長度l成正比,跟橫截面積472022版高中物理人教版必修第三冊第11章-電路及其應用-全章ppt課件(共5節(jié))48l1、R1l1、R1l1、R1l1、R11.理論探究導體的電阻R與長度l的關系【探究方案二-----邏輯推理】l1、R1l1、R1l1、R1l1、R11.理論探究導體的電492.研究導體電阻與它的橫截面積的關系:一條粗導體可看成是由橫截面積相同的多條細導體并聯(lián)而成?!?.研究導體電阻與它的橫截面積的關系:……50k由導體材料決定,與l、S無關。3.導體電阻與材料的關系:由實驗探究得知長度、橫截面積相同而材料不同的導體電阻不同結論k由導體材料決定,3.導體電阻與材料的關系:511.內容:同種材料的導體,其電阻R與它的長度l成正比,與它的橫截面積S成反比;導體電阻還與構成它的材料有關。2.決定式:
是比例系數(shù),它與導體的材料有關,是一個反映材料導電性能的物理量,稱為材料的電阻率。四、導體的電阻1.內容:同種材料的導體,其電阻R與它的長度l成正比,與它的52ρ(Ω·m)0℃20℃100℃銀1.48×10-81.6×10-82.07×10-8銅1.43×10-81.7×10-82.07×10-8鋁2.67×10-82.9×10-83.80×10-8鎢4.85×10-85.3×10-87.10×10-8鐵0.89×10-71.0×10-71.44×10-7錳銅合金4.4×10-74.4×10-74.4×10-7鎳銅合金5.0×10-75.0×10-75.0×10-73.導體材料的電阻率你能從表中看出哪些信息?ρ(Ω·m)0℃20℃100℃銀1.48×10-81.6×153純金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大。不同材料的導體電阻率不同。金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增加。應用:金屬電阻溫度計純金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大。不同材料的導體電阻率不54金屬電阻溫度計金屬電阻溫度計552022版高中物理人教版必修第三冊第11章-電路及其應用-全章ppt課件(共5節(jié))56R=ρR=意義決定式定義式理解說明導體的電阻由ρ、l、S決定,即與l成正比,與S成反比提供了一種測電阻的方法——伏安法.不能認為R與U成正比,與I成反比適用范圍任何導體金屬導體、電解質溶液R=ρR=意義決定式定義式理解說明導體的電阻由ρ、l、S決定57R1=R2ahR1電流方向bR2h由此可知導體的電阻與表面積無關,只與導體的厚度有關。這樣在制造電路元件時,可以將其表面積做得很小,而不增大電阻,有利于電路元件的微型化?!净犹骄俊縍1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導體,但R2的尺寸比R1小很多。通過兩導體的電流方向如圖所示。這兩個導體的電阻有什么關系?你認為這種關系對電路元件的微型化有什么意義?
R1=R2ahR1電流方向bR2h由此可知導體的電阻與表58
例1.如圖所示,分別把一個長方體銅柱的ab端、cd端、ef端接入電路時,計算接入電路中的電阻各是多大。(設電阻率為ρ)
例1.如圖所示,分別把一個長方體銅柱的ab端、cd端、59五.超導體1.超導現(xiàn)象和超導體:當溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然減小到無法測量的程度,可以認為其電阻率突然變?yōu)榱?,這種現(xiàn)象叫作超導現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物質稱為超導體.
2.轉變溫度:材料由正常狀態(tài)轉變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度,叫作超導材料的轉變溫度.五.超導體1.超導現(xiàn)象和超導體:當溫度降低到絕對零度附近時,60奇特的超導現(xiàn)象奇特的超導現(xiàn)象61超導應用的障礙:低溫的獲得和高溫超導材料的獲得.超導材料的應用:超導輸電、超導發(fā)電機、電動機、超導電磁鐵、超級計算機等.超導磁懸浮高溫超導變壓器超導應用的障礙:低溫的獲得和高溫超導材料的獲得.超導磁懸浮高62單位:歐姆Ω電阻影響因素:電阻絲橫截面積S長度L材料ρ(決定式)電阻率ρ的影響因素:1.導體的材料2.溫度伏安特性曲線定義式:物理意義:反映導體對電流的阻礙作用。單位:歐姆Ω電阻影響因素:電阻絲橫截面積S長度L材料ρ(決631.關于電阻率的正確說法是(
)A.電阻率ρ與導體的長度l和橫截面積S有關B.電阻率表明了材料的導電能力的強弱,由導體的材料決定,且與溫度有關C.電阻率大的導體,電阻一定很大D.有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來制成電阻溫度計B1.關于電阻率的正確說法是()B642.兩根完全相同的金屬裸導線,如果把其中一根均勻拉長到原來的2倍,把另一根對折后絞和起來,然后給它們分別加上相同的電壓,則在同一時間內,通過它們的電量之比為()A.1︰4B.1︰8C.1︰16D.16︰1C2.兩根完全相同的金屬裸導線,如果把其中一根均勻拉長到原來的653.如圖所示,均勻的長方形薄片合金電阻板abcd,ab邊長為L1,ad邊長為L2,當端點1、2或3、4接入電路時,R12:R34是()A.L1︰L2B.
L2︰L1C.1︰1D.L12︰L22D1234abcd3.如圖所示,均勻的長方形薄片合金電阻板abcd,ab邊長為664.一白熾燈泡銘牌顯示“220V100W”字樣,由計算得出燈泡燈絲電阻R=484
,該阻值是工作時的電阻值還是不工作時的電阻值,兩者一樣嗎?為什么?不一樣100W是額定功率,是燈泡正常工作時的功率,所以484
是工作時的電阻;當燈泡不工作時,由于溫度低,電阻比正常工作時的電阻小,所以小于484
。4.一白熾燈泡銘牌顯示“220V100W”字樣,由計算得67我們在上路的時候,一定要帶上三件法寶:健壯的身體、豐富的知識和足夠的勇氣。我們在上路的時候,一定要帶上三件法寶:健壯的身體、豐富的知識683.實驗:導體電阻率的測量3.實驗:導體電阻率的測量69課堂引入:電阻率是反映材料導電性能的物理量,我們來測量導體的電阻率。如果根據(jù)導體的電阻、長度和截面積來求出電阻率,就需要測量電阻和長度等。課堂引入:70會測量金屬絲的電阻率
1.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法。會用伏安法測電阻。(科學探究)
2.掌握螺旋測微器及游標卡尺的使用方法和讀數(shù)方法。(科學探究)
3.掌握測量金屬絲的電阻率的方法。(科學探究)會測量金屬絲的電阻率1.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使71
體會課堂探究的樂趣,汲取新知識的營養(yǎng),讓我們一起吧!進走課堂體會課堂探究的樂趣,進走課堂72實驗一:長度的測量及測量工具的選用
1.游標卡尺(1)構造:主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內外測量爪),尺身上還有一個緊固螺釘。實驗一:長度的測量及測量工具的選用1.游標卡尺73(2)原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成。不管游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其讀數(shù)見下表:刻度格數(shù)(分度)刻度總長度
每小格與1mm的差值精確度(可準確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(2)原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成。74(3)游標卡尺分類:規(guī)格:10分度精度:0.1mm(3)游標卡尺分類:規(guī)格:10分度75
主尺的最小分度是1mm,游標尺上有10個小的等分刻度它們的總長等于9mm,因此游標尺的每一分度與主尺的最小分度相差0.1mm,當左右測腳合在一起,游標的零刻度線與主尺的零刻度線重合時,只有游標的第10條刻度線與主尺的9mm刻度線重合,其余的刻度線都不重合。游標的第一條刻度線在主尺的1mm刻度左邊0.1mm處,游標的第二條刻度線在主尺的2mm刻度左邊0.2mm處,等等。游標的第幾條刻度線與主尺的刻度線重合,就是零點幾毫米。10分度游標卡尺的原理051001主尺的最小分度是1mm,游標尺上有10個小的等分76規(guī)格:20分度精度:0.05mm規(guī)格:20分度77
主尺的最小分度是1mm,游標尺上有20個小的等分刻度,它們的總長等于19mm,因此游標尺的每一分度與主尺的最小分度相差0.05mm,當左右測腳合在一起,游標的零刻度線與主尺的零刻度線重合時,只有游標的第20條刻度線與主尺的19mm刻度線重合,其余的刻度線都不重合。游標的第一條刻度線在主尺的1mm刻度左邊0.05mm處,游標的第二條刻度線在主尺的2mm刻度左邊0.1mm處。游標的第n條刻度線與主尺的刻度線重合,就是0.05×n毫米。10012320分度游標卡尺的原理主尺的最小分度是1mm,游標尺上有20個小的等78規(guī)格:50分度精度:0.02mm規(guī)格:50分度精度:0.02mm7950分度游標卡尺原理
主尺的最小分度是1mm,游標尺上有50個小的等分刻度,它們的總長等于49mm,因此游標尺的每一分度與主尺的最小分度相差0.02mm,……0123456789001234567891050分度游標卡尺原理主尺的最小分度是1mm80①首先要弄清該尺的精度。②接著從主尺上讀出整毫米數(shù)。③再從游標尺上讀出不足1毫米的長度值。④最后確定測量結果。(4)游標卡尺的讀數(shù)讀數(shù)規(guī)則:主尺刻度(整mm值)+游標刻度(小于整mm值)
注意:不需估讀!讀數(shù)=主尺整mm值+精確度×游標尺的對齊刻度數(shù)①首先要弄清該尺的精度。(4)游標卡尺的讀數(shù)讀數(shù)規(guī)則:主尺刻81例1.以下是游標卡尺,請寫出各自的讀數(shù)。
答案:11.4mm答案:22.6mm例1.以下是游標卡尺,請寫出各自的讀數(shù)。答案:11.4m82答案:11.50mm答案:50.15mm答案:11.50mm答案:50.15mm832.螺旋測微器的讀數(shù)原理(1)構造:如圖所示,G是鎖緊裝置,螺旋測微器的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上,可動刻度E、旋鈕D、微調旋鈕D'是與測微螺桿F連在一起的,并通過精密螺紋套在B上,精密螺紋的螺距是0.5mm,即旋鈕D每轉一周,測微螺桿F前進或后退0.5mm,可動刻度分成50等份,每一等份表示0.01mm。2.螺旋測微器的讀數(shù)原理84螺旋測微器的原理螺旋測微器的原理85螺旋測微器的精度螺旋測微器的精度86(3)螺旋測微器的讀數(shù):實際測量時,分度線不一定正好與讀數(shù)基線對齊,這時還必須往下估讀0.001mm。(3)螺旋測微器的讀數(shù):87所測量距離的整毫米數(shù)由固定刻度上讀出,小數(shù)部分則由可動刻度讀出。讀數(shù)=固定刻度(整mm含0.5mm)+可動刻度(不足0.5mm)注意:必須估讀!(讀到千分之一毫米)所測量距離的整毫米數(shù)由固定刻度上讀出,小數(shù)部分則由可動刻度讀88例2.以下是螺旋測微器,請寫出各自的讀數(shù)。
答案:0.482mm答案:3.373mm答案:0.990mm例2.以下是螺旋測微器,請寫出各自的讀數(shù)。答案:0.48289答案:5.665mm答案:6.703mm答案:7.030mm答案:5.665mm答案:6.703mm答案:7.0901、方法:
用電壓表測出電阻兩端的電壓U,用電流表測出通過電阻的電流I,利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值R伏安法實驗二:電阻的測量
1、方法:用電壓表測出電阻兩端的電壓U,用電流表測出通過電912.兩種電路
①電流表接在電壓表兩接線柱外側,通常叫“外接法”②電流表接在電壓表兩接線柱內側,通常叫“內接法”AVRAVR注:因為電流表、電壓表分別有分壓、分流作用,因此兩種方法測量電阻都有誤差.2.兩種電路①電流表接在電壓表兩接線柱外側,通常叫“外接法92②系統(tǒng)誤差:由于實驗原理、實驗方法、儀器精度問題引起的測量誤差
①偶然誤差:
由于環(huán)境偶然因素、人為偶然因素引起的測量誤差
例如:長度測量的讀數(shù)誤差,電流表讀數(shù)的誤差等例如:伏安法測電阻的誤差特點:測量值與真實值相比有時偏大有時偏小。多次測量,取平均值特點:測量值與真實值相比總是偏大或總是偏小完善實驗原理、改進實驗方法、提高儀器精度
3.誤差減少偶然誤差的方法:減少系統(tǒng)誤差的方法:②系統(tǒng)誤差:由于實驗原理、實驗方法、儀器精度問題引起的測量誤93電流表示數(shù)4.誤差分析
①電流表外接法電壓表示數(shù)1)誤差:測量值偏小
減少誤差的方法:誤差來源于電壓表的分流,分流越小,誤差越?。疁y量小電阻,即情況下使用<AVR電流表示數(shù)4.誤差分析①電流表外接法電壓表示數(shù)1)誤差:942)外接法的真實值的計算方法
(1)測量值的計算方法:(2)真實值的計算方法:將電流表、電壓表看成電阻(RV已知時),利用歐姆定律計算。AVR2)外接法的真實值的計算方法95②電流表內接法
電壓表示數(shù)電流表示數(shù)1)誤差:測量值偏大減少誤差的方法:誤差來源于電流表的分壓,分壓越少,誤差越?。疁y量大電阻,即情況下適用。AVR>②電流表內接法電壓表示數(shù)電流表示數(shù)1)誤差:測量值偏大減少962)內接法的真實值計算(1)測量值的計算方法:(2)真實值的計算方法:將電流表、電壓表看成電阻(RA已知時),利用歐姆定律計算。AVR2)內接法的真實值計算975、電路選擇當時,選用電流表內接法.時,選用電流表外接法.當①直接比較法:當Rx《Rv時,采用外接法當Rx》RA時,采用內接法②阻值比值法5、電路選擇當時,選用電流表內接法.時,選用電流表外接法.98③試探法:若伏特表示數(shù)有明顯變化,即用外接若安培表示數(shù)有明顯變化,即用內接③試探法:若伏特表示數(shù)有明顯變化,即用外接若安培表99例3:(多選)如圖所示為用伏安法測電阻的部分電路圖,因為不知道待測電阻Rx的大概值,所以不能確定線路的接法。為了減小誤差,可在電路接好后將電壓表的一個接線端K分別與M、N接觸,觀察電壓表和電流表的計數(shù)哪一個有明顯的變化。下列關于觀察到的現(xiàn)象及應選用的接法的敘述中,正確的是:()A、若電流表讀數(shù)有明顯的變化,則K應接在M點;B、若電流表讀數(shù)有明顯的變化,則K應接在N點;C、若電壓表讀數(shù)有明顯的變化,則K應接在M點;D、若電壓表讀數(shù)有明顯的變化,則K應接在N點.AVMNBC例3:(多選)如圖所示為用伏安法測電阻的部分電路圖,因為不知100實驗三:滑動變阻器兩種接法
實驗三:滑動變阻器兩種接法1011.兩種接法的優(yōu)缺點:①限流接法:優(yōu)點:電路結構簡單;操作方便;耗能少。缺點:電壓或電流不能從0變起;調節(jié)范圍小。②分壓接法:優(yōu)點:電壓或電流能從0變起;調節(jié)范圍大。缺點:電路結構復雜;操作不方便;耗能多。2、兩種接法的選擇:①以下3種情況下必須用分壓接法:1)當要求電壓或電流從0變起時,2)當待測電阻的阻值遠大于滑動變阻器的總阻值時,3)當采用限流接法,無論怎樣調節(jié)都不能保證電路的安全時②當兩種接法均可時,一般采用限流接法。3、滑動變阻器的選擇:①當采用限流接法時,選擇總電阻與待測電阻的阻值相接近的那一個。②當采用分壓接法時,選擇總電阻小而額定電流大的那一個。1.兩種接法的優(yōu)缺點:102器材選擇與電路設計一、器材選擇的原則1、安全性原則:例如電壓表與電流表不能超過量程。2、精確性原則:例如電壓表與電流表的指針偏角不能過小,應使其指針偏角不小于滿偏的1/3.3、方便性原則4、經(jīng)濟性原則二、電路設計1、電流表的內外接法2、滑動變阻器的接法器材選擇與電路設計一、器材選擇的原則103三、實驗器材螺旋測微器或游標卡尺、毫米刻度尺、電壓表、電流表、定值電阻、開關及導線、被測金屬導線、電池、滑動變阻器。四、實驗步驟1.測直徑:用螺旋測微器或游標卡尺在被測金屬絲上三個不同位置各測一次直徑,并記錄。2.量長度:用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度,反復測量3次,并記錄。3.連電路:按原理圖所示的電路圖連接實驗電路。4.求電阻:把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使電壓表為零的位置,電路經(jīng)檢查確認無誤后,閉合開關S。改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,記入表格內,斷開開關S。5.拆除實驗電路,整理好實驗器材。三、實驗器材104五、數(shù)據(jù)處理
導線的橫截面積S=
(公式)=
(代入數(shù)據(jù))=
m2。
所測金屬的電阻率ρ=
(公式)=
(代入數(shù)據(jù))=
Ω·m。
五、數(shù)據(jù)處理導線的橫截面積S=(公式)=105【注意事項】(1)因一般金屬絲電阻較小,為了減少實驗的系統(tǒng)誤差,必須選擇電流表外接法。(2)本實驗滑動變阻器若用分壓式接法,在接通電源之前應將滑動變阻器調到電壓表為零的狀態(tài)。(3)測量l時應測接入電路中的金屬絲的有效長度(即兩接線柱之間的長度);在金屬絲的3個不同位置上用螺旋測微器或游標卡尺測量直徑d。(4)電流不宜過大(電流表用0~0.6A量程),通電時間不宜太長,以免電阻率因溫度升高而變化。【實驗誤差來源及分析】(1)直徑測量。(2)長度測量。(3)電路中電流表及電壓表內阻對電阻測量的影響。(4)通電電流大小,時間長短,致使電阻絲發(fā)熱,電阻率隨之變化?!咀⒁馐马棥俊緦嶒炚`差來源及分析】1062022版高中物理人教版必修第三冊第11章-電路及其應用-全章ppt課件(共5節(jié))107實例引導一、實驗原理與操作例1在做“金屬絲電阻率的測量”的實驗時,需要對金屬絲的電阻進行測量,已知金屬絲的電阻值Rx約為20Ω。一位同學用伏安法對這個電阻的阻值進行了比較精確的測量,這位同學想使被測電阻Rx兩端的電壓變化范圍盡可能大。他可選用的器材有:直流電源,電壓為8V;電流表A(量程0.6A,內阻約為0.50Ω);電壓表V(量程10V,內阻約為10kΩ);滑動變阻器R(最大電阻值為5.0Ω);開關一個,導線若干。(1)根據(jù)上述條件,測量時電流表應采用
。(填“外接法”或“內接法”)
(2)在方框內畫出實驗電路圖。(3)若在上述實驗中,電流表的示數(shù)為I,電壓表的示數(shù)為U,且電流表內阻RA與電壓表內阻RV均為已知量,用測量物理量和電表內阻計算金屬絲電阻的表達式:Rx=
。
實例引導(1)根據(jù)上述條件,測量時電流表應采用。(108解析:(1)待測電阻約為20
Ω,是電流表內阻的40倍,但電壓表內阻是待測電阻的500倍,故電阻Rx為小電阻,采用外接法。(2)因為要使Rx兩端的電壓變化范圍盡可能的大,所以滑動變阻器要采用分壓式,電路圖如圖所示。解析:(1)待測電阻約為20Ω,是電流表內阻的40倍,但電109二、儀器的讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理例2在“金屬絲電阻率的測量”實驗中,所用測量儀器均已校準。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結果如圖所示,其讀數(shù)應為
mm(該值接近多次測量的平均值)。
二、儀器的讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,110(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx,實驗所用器材為直流電源(電壓3V,內阻1Ω,在實物圖中用干電池的符號代替),電流表(內阻約0.1Ω),電壓表(內阻約3kΩ),滑動變阻器R(0~20Ω,額定電流2A),開關,導線若干。某小組同學利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數(shù)據(jù)如下:(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx,實驗所用器材為直流電源(電111(3)圖3是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請根據(jù)(2)所選的電路圖,補充完成圖中實物間的連線,并使閉合開關的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞。(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系,如圖4所示,圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的4個坐標點。請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點,并描繪出U-I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx=
Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為
(填選項前的符號)。
A.1×10-2
Ω·mB.1×10-3
Ω·m
C.1×10-6
Ω·mD.1×10-8
Ω·m(3)圖3是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線,112解析:(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0
mm+39.8×0.01
mm=0.398
mm。(2)由實驗記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5
Ω。由題知Rx?R
V,故電流表應外接。若滑動變阻器接為限流式接法,則Rx兩端的電壓最小值Umin≈0.6
V,而從實驗數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓最小值為0.10
V,因此滑動變阻器應采用分壓式接法。選題圖中甲圖。(3)如圖甲所示。(4)選盡可能多的點連成一條直線,不在直線上的點均勻分布在直線兩側,如圖乙所示。圖線的斜率反映了金屬絲的電阻,因此金屬絲的電阻值Rx≈4.4
Ω。答案:(1)0.398(0.395~0.399均正確)
(2)甲(3)見解析圖甲(4)見解析圖乙
4.4(4.3~4.7均正確)(5)C解析:(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0mm+39.8×0.011131.螺旋測微器的原理、使用方法和讀數(shù)方法。2.利用伏安法測電阻,進一步測出金屬絲的電阻率,實驗原理、實驗器材、實驗注意事項以及誤差的分析。1.螺旋測微器的原理、使用方法和讀數(shù)方法。1142.某同學測量一個圓柱體的電阻率,需要測量圓柱體的尺寸和電阻。
①分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長
度和直徑,某次測量的示數(shù)如圖甲和乙所示,
長度為_____cm,直徑為_______mm。5.015.3152.某同學測量一個圓柱體的電阻率,需要測量圓柱體的尺寸和電阻115②按下圖丙連接電路后,實驗操作如下:
(a)將滑動變阻器R1的阻值置于最__(選填“大”或“小”)處;將S2撥向接點1,閉合S1,調節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I0;
(b)將電阻箱R2的阻值調至最____(選填“大”或“小”);將S2撥向接點2;保持R1不變,調節(jié)R2,使電流表示數(shù)仍為I0,此時R2阻
值為1280Ω;
③由此可知,圓柱體的電阻為_____Ω。大大1280②按下圖丙連接電路后,實驗操作如下:
(a)將滑動變阻器R11161.現(xiàn)有一合金制成的圓柱體。為測量該合金的電阻率,現(xiàn)用伏安法測量圓柱體兩端之間的電阻,用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑,用游標卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標卡尺的示數(shù)
如圖甲和圖乙所示。
1.現(xiàn)有一合金制成的圓柱體。為測量該合金的電阻率,現(xiàn)用伏安117(1)由圖讀得圓柱體的直徑為
mm,長度為
cm。
(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I,圓柱體兩端之間的電壓為U,圓柱體的直徑和長度分別用D、L表示,則用D、L、I、U表示的電阻率的關系式為ρ=
。4.2401.845(1)由圖讀得圓柱體的直徑為mm,長度為1182.某同學用伏安法測量導體的電阻,現(xiàn)有量程為3V、內阻約為3kΩ的電壓表和量程為0.6A、內阻約為0.1Ω的電流表。采用分壓電路接線,圖甲是實物的部分連線圖,待測電阻為圖乙中的R1,其阻值約為5Ω。
(1)測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導線①連接
(選填“a”或“b”)、導線②連接
(選填“c”或“d”)。(2)正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如表,用作圖法求得R1的阻值為
Ω。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.532.某同學用伏安法測量導體的電阻,現(xiàn)有量程為3V、內阻約為3119(3)已知圖乙中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導體,R2的邊長是R1的,若測R2的阻值,則最優(yōu)的連線應選
(填選項)。A.①連接a,②連接c B.①連接a,②連接dC.①連接b,②連接c D.①連接b,②連接d答案:(1)ad(2)4.5(3)B(3)已知圖乙中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形1203.(2019·江蘇高考)某同學測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操作如下:(1)螺旋測微器如圖1所示。在測量電阻絲直徑時,先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間,再旋動
(選填“A”“B”或“C”),直到聽見“喀喀”的聲音,以保證壓力適當,同時防止螺旋測微器的損壞。
(2)選擇電阻絲的
(選填“同一”或“不同”)位置進行多次測量,取其平均值作為電阻絲的直徑。
3.(2019·江蘇高考)某同學測量一段長度已知的電阻絲的電121(3)圖2甲中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導線,將滑動變阻器接入圖2乙實物電路中的正確位置。(3)圖2甲中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導線,將滑動變122(4)為測量Rx,利用圖2甲所示的電路,調節(jié)滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值,作出的U1-I1關系圖象如圖3所示。接著,將電壓表改接在a、b兩端,測得5組電壓U2和電流I2的值,數(shù)據(jù)見表:請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U2-I2關系圖象U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0(4)為測量Rx,利用圖2甲所示的電路,調節(jié)滑動變阻器測得5123(5)由此,可求得電阻絲的Rx=
Ω。根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。
(5)由此,可求得電阻絲的Rx=Ω。根據(jù)電阻定律可124答案:(1)C(2)不同(3)見解析(4)圖見解析(5)23.5(23.0~24.0都算對)答案:(1)C(2)不同(3)見解析(4)圖見解析125人擁有的東西沒有比光陰更貴重、更有價值的了,所以千萬不要把今天該做的事拖到明天去做。人擁有的東西沒有比光陰更貴重、更有價值的了,所以千萬不要把今1264.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路4.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路127問題引入:如果把兩個電阻R1.R2串聯(lián)或并聯(lián)后看成一個電阻,你認為這個電阻跟R1、R2應該是怎樣的關系?問題引入:128了解串、并聯(lián)電路電阻的特點。1.掌握串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點及串、并聯(lián)電路電阻的計算。(物理觀念)2.知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。(科學思維)3.理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理,會求分壓電阻和分流電阻的阻值。(科學探究)了解串、并聯(lián)電路電阻的特點。1.掌握串、并聯(lián)電路的電流和電壓129
體會課堂探究的樂趣,汲取新知識的營養(yǎng),讓我們一起吧!進走課堂體會課堂探究的樂趣,進走課堂130(一)電路結構:1.串聯(lián)電路的構成如圖,把兩只燈泡順次連接在電路里,一只燈泡亮時另一只燈泡也亮。像這樣把元件逐個順次連接起來,所形成的電路稱為串聯(lián)電路?!咎骄恳唬捍⒙?lián)電路的電流特點】(一)電路結構:1.串聯(lián)電路的構成如圖,把兩只燈泡順次連接在131S
如圖:把兩只燈泡并列地接在電路中。像這樣把元件并列地連接起來的電路,稱為并聯(lián)電路。2.并聯(lián)電路的構成S如圖:把兩只燈泡并列地接在電路中。像這樣把元件并列132串并聯(lián)電路串并聯(lián)電路133I0=I1=I2=I3
串聯(lián)電路各處的電流相等2.并聯(lián)電路:
并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和:(二)串并聯(lián)電路的電流特點01231.串聯(lián)電路:I0=I1+I2+I30123
討論:如果有更多的導體串聯(lián)或并聯(lián),結論如何?I0=I1=I2=I3串聯(lián)電路各處的電流相等2.并聯(lián)電路:134U03=U01+U12+U23③結論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和01231.串聯(lián)電路:U01=φ0-φ1①各點的電勢與各點之間的電勢差有什么關系?U12=φ1-φ2U23=φ2-φ3②比較電壓關系U03=φ0-φ3(三)串并聯(lián)電路的電壓特點U03=U01+U12+U23③結論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等135U=U14=U25=U36
并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等2.并聯(lián)電路:①比較0、1、2、3點的電勢關系②比較4、5、6點的電勢關系③比較電壓關系0UU=U14=U25=U36并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓136串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和1.串聯(lián)電路:【互動探究】多個電阻串聯(lián)呢?R1R2UU1U2II
=I1=I2(四)串并聯(lián)電路的電阻特點串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和1.串聯(lián)電路:【互動探1372.并聯(lián)電路:【互動探究】多個電阻并聯(lián)呢?并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和U=U1=U22.并聯(lián)電路:【互動探究】多個電阻并聯(lián)呢?并聯(lián)電路總電阻的倒138【規(guī)律總結】串、并聯(lián)電路特點1.串聯(lián)電路2.并聯(lián)電路【規(guī)律總結】串、并聯(lián)電路特點1.串聯(lián)電路2.并聯(lián)電路139【思考1】串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和,可以認為每個電阻從總電壓中分得一部分。因此,串聯(lián)電路具有分壓作用。請你證明:串聯(lián)電路中,每個電阻分得的電壓與其電阻成正比。R1R2R3U1U3U2U四.串聯(lián)電路的電壓的分配特點串聯(lián)電路中,每個電阻分得的電壓與其電阻成正比?!舅伎?】串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和,可140【思考3】n個相同電阻R并聯(lián)的總電阻等于多少?【思考2】如果兩個阻值相差很大的電阻并聯(lián)(R1>>R2),其結果有何特點?兩個阻值相差很大的電阻并聯(lián)時總電阻與小電阻阻值接近。如果是串聯(lián),情況又如何?【思考3】n個相同電阻R并聯(lián)的總電阻等于多少?【思考2】如果141【思考4】如果在保持原有并聯(lián)電路中支路的數(shù)目不變,增大某一個支路中的電阻,則總電阻會增大還是會減?。坎⒙?lián)電路中,如果保持支路數(shù)目不變,增大某一個支路的電阻,則總電阻會增大?!舅伎?】如果在保持原有并聯(lián)電路中支路的數(shù)目不變,增大某一個142【思考5】如果在原有并聯(lián)電路中增加一條支路(該支路電阻不為0),則總電阻會增大還是會減?。坎⒙?lián)電路中,如果保持原有支路不變,增加支路數(shù)目,則總電阻會減小?!舅伎?】如果在原有并聯(lián)電路中增加一條支路(該支路電阻不為0143【思考6】并聯(lián)電路,干路中的總電流等于各個支路中的電流之和,因此可以認為每個電阻都從總電流中分得一部分??梢姡⒙?lián)電路具有分流作用。請你證明:并聯(lián)電路中,每個電阻分得的電流與其電阻成反比。R1R2R3II1I2I3【思考6】并聯(lián)電路,干路中的總電流等于各個支路中的電流之和,144例1.由四個電阻連接成的電路如圖所示。R1=8Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω。(1)求a、d之間的總電阻;(2)如果把42V的電壓加在a、d兩端,則通過每個電阻的電流是多少?例1.由四個電阻連接成的電路如圖所示。R1=8Ω,R2=4145即為通過R1、R2的電流。設通過R3、R4的電流分別為I3、I4,則由并聯(lián)電路電壓相等,得I3R3=I4R4,又I3+I4=3A,解得I3=1A,I4=2A。故Rad=R1+R2+Rcd=8Ω+4Ω+2Ω=14Ω。即為通過R1、R2的電流。故Rad=R1+R2+Rcd=8146例2.(多選)如圖所示是將滑動變阻器作為分壓器用的電路,A、B為分壓器的滑片放在變阻器的中央,下列判斷哪些正確()A.空載時輸出電壓為UAB=UCD/2B.當接上負載R時,輸出電壓UAB>UCD/2C.負載R越大,UAB越接近UCD/2D.負載R越小,UAB越接近UCD/2CAPBDACCAPBDCAPBDR/2R/2例2.(多選)如圖所示是將滑動變阻器作為分壓器用的電路,A、1472.三個主要參數(shù)①內阻:電流計內阻Rg②量程:滿偏電流Ig③滿偏電壓:3.電路圖符號:G
一、電流計(表頭)1.作用:測量微小電流和電壓0123mA【探究二:電壓表和電流表的改裝】2.三個主要參數(shù)①內阻:電流計內阻Rg②量程:滿偏電流I148問題1:能讓3V的電壓全部加在表頭嗎?怎么辦?問題2:當被測電壓是3V時,指針應該指在哪里?表頭兩端加多大電壓?其余電壓加在哪里?0123UgURUGRgRUVRVA
【探究情景】有一個電流表G,內阻Rg=30Ω,滿偏電流Ig=1mA。要把它改裝為量程為0~3V的電壓表,要串聯(lián)多大的電阻?改裝后的電壓表內阻多大?二、將表頭改裝成大量程的電壓表問題1:能讓3V的電壓全部加在表頭嗎?怎么辦?問題2:當被測149問題3:要串聯(lián)的電阻上分擔多少電壓?需要多大的電阻分壓?問題4:改裝后的電壓表內阻RV是多大?問題3:要串聯(lián)的電阻上分擔多少電壓?需要多大的電阻分壓?問題150問題5:改裝后的表盤需要做怎樣的改變?0123mA0123V(1)在電流計原刻度的基礎上乘以(Rg+R)即可。(2)滿刻度處標改裝后的量程,然后根據(jù)小格數(shù)按比例等分即可。(量程和精確度)問題5:改裝后的表盤需要做怎樣的改變?0123mA0123V1511.原理:串聯(lián)分壓2.方法:串聯(lián)電阻3.再將表盤對應示數(shù)改裝。UIgVURgRUgURIgG0123mA0123V總結:把電流表改裝成電壓表1.原理:串聯(lián)分壓2.方法:串聯(lián)電阻3.再將表盤對應示數(shù)改裝152例3.將一個電阻為60Ω,滿偏電流為500μA的電流表表頭改成如圖所示的兩個量程的電壓表,量程分別為3V和15V,試求R1和R2的阻值.答案:5940Ω
24000Ω例3.將一個電阻為60Ω,滿偏電流為500μA的電流表表153問題1:能讓0.6A的電流全部通過表頭嗎?怎么辦?IRR=?GRgIgAIRAI【探究情景】有一個電流表G,內阻Rg=30Ω,滿偏電流Ig=1mA。要把它改裝為量程為0~0.6A的電流表,要并聯(lián)多大的電阻?改裝后的電流表內阻多大?三:將表頭改裝成大量程的電流表問題1:能讓0.6A的電流全部通過表頭嗎?怎么辦?IRR=?154IR=0.6A-0.001A=0.599A問題2:并聯(lián)的電阻上流過多少電流?需要多大的分流電阻?問題3:改裝后的安培表內阻RA是多大?IRR=?GRgIgIAIRAIR=0.6A-0.001A=0.599A問題2:并聯(lián)的電阻15500.20.40.6A0123mA(1)在原電流表原刻度的基礎上乘以(1+)即可(2)滿刻度處標改裝后的量程,然后根據(jù)小格數(shù)按比例等分即可。(量程和精確度)問題5:若要將電流表G改裝成一個量程為Ig的n倍的電流表A,需要并聯(lián)多大阻值的電阻?問題4:改裝后的表盤需要做怎樣的改變?00.20.40.6A0123mA(1)在原電流表原刻度的基1561.原理:并聯(lián)分流2.方法:并聯(lián)電阻3.再將表盤對應示數(shù)改裝。UgAIUgIIgIRRRgG00.20.40.6A0123mA
總結:把小量程的電流表改裝成大量程的電流表。1.原理:并聯(lián)分流2.方法:并聯(lián)電阻3.再將表盤對應示數(shù)改裝157例4.如圖所示,有一個表頭G,滿偏電流Ig=500mA,內阻Rg=200Ω,將它改裝為有0~1A和0~10A兩種量程的電流表,求R1、R2的阻值各為多大?答案R1=20Ω
R2=180Ω例4.如圖所示,有一個表頭G,滿偏電流Ig=500mA,內158
按圖所示的電路對改裝后的電表進行校對.校對時注意搞清楚改裝后電表刻度盤每一小格表示多大的數(shù)值.四.電表的校對按圖所示的電路對改裝后的電表進行校對.校對時注意搞清159例5.有一滿偏電流Ig=5mA,內阻Rg=400Ω的電流表G,若把它改裝成量程為10V的電壓表,應______一個_______Ω的分壓電阻,該電壓表的內阻為_______Ω;若把它改裝成量程為3A的電流表,應______聯(lián)一個
Ω的分流電阻,該電流表的內阻為________Ω答案:串16002000并0.6680.667例5.有一滿偏電流Ig=5mA,內阻Rg=400Ω的電流表G160例6.一量程為100μA的電流表,內阻為100Ω,表盤刻度均勻,現(xiàn)串聯(lián)一個9900Ω的電阻將它改裝成電壓表,則該電壓表的量程是
V,用它來測量電壓時,表盤指針位置如圖所示,此時電壓表的讀數(shù)大小為
V10.80501001V0.5V例6.一量程為100μA的電流表,內阻為100Ω,表盤刻度均161串聯(lián)并聯(lián)電路應用各處電流相等總電壓等于各部分電壓之和總電阻等于各部分電阻之和總電流等于各支路電流之和各支路兩端電壓相等總電阻倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和表頭G改裝將表頭串聯(lián)一個較大電阻電壓表電阻分壓將表頭并聯(lián)一個較小的電阻電壓表電阻分流串聯(lián)并聯(lián)電路應用各處電流相等總電壓等于各部分電壓之和總電阻等1621.有四盞燈,接入如圖所示的電路中,L1和L2的電阻均為484Ω,L3和L4的電阻均為1210Ω,把電路接通后,四盞燈的電流之比I1:I2:I3:I4=
。L1UL2L3L4答案:7:5:2:71.有四盞燈,接入如圖所示的電路中,L1和L2的電阻均為41632.用兩只完全相同的電流表,分別改裝成一只量程更大的電流表和一只電壓表,將它們串聯(lián)起來接入電路中,如圖所示,此時()A.兩只電表的指針偏轉角相同B.兩只電表的指針都不偏轉C.電流表指針的偏轉角小于電壓表指針的偏轉角D.電流表指針的偏轉角大于電壓表指針的偏轉角CAVS2.用兩只完全相同的電流表,分別改裝成一只量程更大的電流表和1643.如圖所示為一雙量程電壓表的示意圖。已知電流表G的量程為0~100μA,內阻為600Ω,則圖中串聯(lián)的分壓電阻R1=
Ω,R2=
Ω。4.94×1041×1053.如圖所示為一雙量程電壓表的示意圖。已知電流表G的量程為01654.如圖所示是一個電流表、電壓表兩用的電路,電流表G的量程是100μA,內阻是1000Ω.電阻R1=0.1Ω,R2=99kΩ,當雙刀雙擲開關合到a、b上時,電流表改裝成什么表?其量程是多少?當雙刀雙擲開關合到c、d上時,電流表改裝成什么表?其量程是多少?4.如圖所示是一個電流表、電壓表兩用的電路,電流表G的量166【解析】當開關合到a、b上時,電路轉換成圖甲所示的電路,此時小電阻R1與電流表G并聯(lián),R1起分流作用,可作為大量程電流表使用.【解析】當開關合到a、b上時,電路轉換成圖甲所示的電路,此時1672022版高中物理人教版必修第三冊第11章-電路及其應用-全章ppt課件(共5節(jié))168
黎明的曙光對暗夜是徹底的決裂,對彩霞是偉大的奠基。停止前進的腳步,江河就會淪為一潭死水。黎明的曙光對暗夜是徹底的決裂,對彩霞是偉大的奠基。1695.實驗:練習使用多用電表5.實驗:練習使用多用電表170當電路出現(xiàn)故障后,電工師傅就會使用如下圖所示的工具進行檢測,有心的人聽說過它叫"萬用表"。不過大多數(shù)人可能就不知道它就是高中物理中的"多用電表"。它把電流表、電壓表、歐姆表都統(tǒng)統(tǒng)放置在一個表中了,它該如何使用呢?當電路出現(xiàn)故障后,電工師傅就會使用如下圖所示的工具進行檢測,171會使用多用電表。1.認識多用電表刻度特點和各測量功能區(qū)域(物理觀念)2.會用多用電表測量電壓、電流、電阻;(科學思維)3.會用多用電表測量二極管的正反向電阻。(科學探究)會使用多用電表。1.認識多用電表刻度特點和各測量功能區(qū)域(物172
體會課堂探究的樂趣,汲取新知識的營養(yǎng),讓我們一起吧!進走課堂體會課堂探究的樂趣,進走課堂173一、認識多用電表一、認識多用電表1742022版高中物理人教版必修第三冊第11章-電路及其應用-全章ppt課件(共5節(jié))175(一)測量小燈光的電壓擋(一)測量小燈光的電壓擋176(二)測量小燈光的電流擋(二)測量小燈光的電流擋177(三)測量電阻擋擋擋擋擋(三)測量電阻擋擋擋擋擋1785.讀數(shù)=表盤上的刻度×倍率注意事項:
1.不能用手觸摸表筆的金屬桿2.使用完畢后,將選擇開關置于OFF檔或交流電壓的最高檔;長期不用時要將電池取出。3.選檔-調零-測電阻,每次換檔后都要重新進行歐姆調零(三)測量電阻5.讀數(shù)=表盤上的刻度×倍率(三)測量電阻179多用電表測電阻多用電表測電阻180例1.用多用電表進行了幾次測量,指針分別處于a、b位置,如圖所示。若多用電表的選擇開關處于下面表格中所指的擋位,a和b的相應讀數(shù)是多少?請?zhí)钤诒砀裰?。指針位置選擇開關所處擋位讀數(shù)a直流電流100mA________mA直流電壓5V________Vb電阻×100________Ω231.15330例1.用多用電表進行了幾次測量,指針分別處于a、b位置,如圖181例2.(1)用多用電表的電阻擋測量阻值約為幾十千歐的電阻R
x,以下給出的是可能的實驗操作步驟,其中S為選擇開關,P為歐姆調
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